廢氣門(mén)控制的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本公開(kāi)的領(lǐng)域涉及渦輪增壓器中廢氣門(mén)的控制。
【背景技術(shù)】
[0002]—些內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)使用諸如渦輪增壓器的壓縮裝置增加發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩/功率輸出密度。在一種示例中，渦輪增壓器可以包括壓縮機(jī)和由驅(qū)動(dòng)軸連接的渦輪，其中渦輪被耦接至發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣歧管側(cè)，而壓縮機(jī)被耦接至發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管側(cè)。以此方式，排氣驅(qū)動(dòng)的渦輪向壓縮機(jī)供應(yīng)能量以增大進(jìn)氣歧管中的壓力(例如，升壓，或升壓壓力)并增加進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流量?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)整到達(dá)渦輪的氣體量，例如使用廢氣門(mén)，控制升壓。驅(qū)動(dòng)器可以經(jīng)由連桿機(jī)構(gòu)被可操作地耦接至廢氣門(mén)閥且被驅(qū)動(dòng)以基于工況將廢氣門(mén)閥定位在完全打開(kāi)位置和完全關(guān)閉位置之間的任何地方(例如，在氣門(mén)座處)以實(shí)現(xiàn)期望的升壓。例如，驅(qū)動(dòng)器可以是電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器，諸如電動(dòng)馬達(dá)。
[0003]渦輪增壓器可能始終暴露于高的環(huán)境溫度，例如，由于接近熱排氣流。因此，相對(duì)長(zhǎng)的連桿機(jī)構(gòu)可以用于將廢氣門(mén)閥耦接至其關(guān)聯(lián)的驅(qū)動(dòng)器并降低驅(qū)動(dòng)器與高溫的接近度，從而防止驅(qū)動(dòng)器由于這種高溫而出現(xiàn)潛在退化。然而，這種類(lèi)型的連桿機(jī)構(gòu)可能出現(xiàn)噪聲、振動(dòng)和不舒適性(NVH)，諸如某種狀況期間的喀嗒聲(rattle)—例如，在連桿機(jī)構(gòu)維持相對(duì)靜止的時(shí)間期間或當(dāng)關(guān)聯(lián)的發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)。更一般地，這些問(wèn)題可能出現(xiàn)在控制裝置中，該控制裝置使用伺服機(jī)構(gòu)控制相對(duì)長(zhǎng)的連桿機(jī)構(gòu)。
[0004]在降低廢氣門(mén)驅(qū)動(dòng)器中的NVH的一些方法中，在某些工況期間(例如，在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速期間)，廢氣門(mén)閥被迫關(guān)閉。在另一些方法中，偏置彈簧和/或其他機(jī)械部件(例如，減震器)在可能吸收振動(dòng)的位置處耦接至廢氣門(mén)組件。
[0005]本文發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到使用以上指出的方法的若干問(wèn)題。在某些工況期間，對(duì)于其中廢氣門(mén)閥被迫關(guān)閉的方法，NVH可能被降低，采用這種控制的發(fā)動(dòng)機(jī)展現(xiàn)的排放和燃料經(jīng)濟(jì)性可能被氣門(mén)關(guān)閉產(chǎn)生的背壓不利地影響。相反，偏置彈簧的添加可能增加施加在廢氣門(mén)驅(qū)動(dòng)器上的負(fù)荷，這可能由于消耗增加的電流水平以克服增加的負(fù)荷而引起高驅(qū)動(dòng)器溫度而降低升壓控制的質(zhì)量并增加驅(qū)動(dòng)器退化的風(fēng)險(xiǎn)。另外，其他機(jī)械部件的添加引入額外的成本和潛在的故障點(diǎn)，尤其是在出現(xiàn)過(guò)熱的位置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因而提供運(yùn)轉(zhuǎn)廢氣門(mén)的各種方法。
[0007]在一種示例中，一種調(diào)節(jié)連桿(linked)氣門(mén)驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)的方法包括除應(yīng)用反饋位置控制調(diào)節(jié)之外還應(yīng)用非諧波(non-harmonic)振蕩至連桿氣門(mén)驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)。
[0008]在一個(gè)更具體的示例中，非諧波振蕩被應(yīng)用于接近當(dāng)不相當(dāng)于連桿氣門(mén)驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)的氣門(mén)座的廢氣門(mén)閥升程的子集。
[0009]在該示例的另一方面，非諧波振蕩是偽正弦曲線(xiàn)(asinusoidal)。
[0010]在該示例的又一方面，非諧波振蕩是周期性的并具有基于喀嗒聲頻率確定的疊加頻率。
[0011]在該示例的再一方面，喀嗒聲頻率是連續(xù)時(shí)間之間的時(shí)間段，在該連續(xù)時(shí)間中，連桿氣門(mén)驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)的廢氣門(mén)閥與連桿氣門(mén)驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)的氣門(mén)座接觸。
[0012]在該示例的又一個(gè)進(jìn)一步方面，基于乘以喀嗒聲頻率的常數(shù)進(jìn)一步確定疊加頻率，該常數(shù)是斐波納契數(shù)的近似比率。
[0013]在上述示例中，廢氣門(mén)組件中的NVH可以被降低而不迫使廢氣門(mén)閥關(guān)閉或不利影響排放和燃料經(jīng)濟(jì)性。此外，可以避免與添加的零件關(guān)聯(lián)的增加的成本、驅(qū)動(dòng)器負(fù)荷、包裝空間和潛在退化。與增加機(jī)械零件相反，車(chē)輛的廢氣門(mén)控制例程可以在車(chē)輛壽命的任意時(shí)間點(diǎn)利用這里描述的方法而增強(qiáng)，例如通過(guò)更新保持在發(fā)動(dòng)機(jī)控制器中的指令。因而，通過(guò)這些動(dòng)作實(shí)現(xiàn)該技術(shù)結(jié)果。
[0014]當(dāng)單獨(dú)或結(jié)合附圖考慮時(shí)，根據(jù)下列【具體實(shí)施方式】，本描述的以上優(yōu)點(diǎn)和其他優(yōu)點(diǎn)以及本說(shuō)明書(shū)的各種特征將更明顯。
[0015]應(yīng)當(dāng)理解，提供以上
【發(fā)明內(nèi)容】
是為了以簡(jiǎn)化形式介紹一些選擇的概念，這些概念在【具體實(shí)施方式】中被進(jìn)一步描述。這并不意味著確定所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或基本特征，所要求保護(hù)的主題的范圍由緊隨【具體實(shí)施方式】之后的權(quán)利要求唯一限定。此外，要求保護(hù)的主題不限于解決在上面或在本公開(kāi)的任何部分中提及的任何缺點(diǎn)的實(shí)施方式。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1示出一種包括廢氣門(mén)的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的框圖。
[0017]圖2示出圖1的廢氣門(mén)的示例性結(jié)構(gòu)。
[0018]圖3示出示例波形，該波形可以疊加在發(fā)送至圖2的廢氣門(mén)結(jié)構(gòu)的廢氣門(mén)驅(qū)動(dòng)器的控制信號(hào)上。
[0019]圖4A和圖4B示出圖示說(shuō)明運(yùn)轉(zhuǎn)廢氣門(mén)的一種方法的流程圖。
[0020]圖5示出圖示說(shuō)明示例性行駛周期上的廢氣門(mén)閥升程的示例性映射圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]利用復(fù)雜或長(zhǎng)連桿機(jī)構(gòu)以定位元件(諸如氣門(mén))的伺服機(jī)構(gòu)在元件保持相對(duì)靜止但最近的機(jī)械部件經(jīng)歷運(yùn)動(dòng)時(shí)，容易發(fā)出喀嗒聲。一種這樣的伺服機(jī)構(gòu)可以是廢氣門(mén)驅(qū)動(dòng)器，其使用相對(duì)長(zhǎng)的連桿機(jī)構(gòu)將驅(qū)動(dòng)器的輸出軸耦接至廢氣門(mén)以定位氣門(mén)，從而控制輸送至內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的升壓量。在其中發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速且廢氣門(mén)閥不被重新定位的時(shí)間期間，連桿機(jī)構(gòu)會(huì)發(fā)出喀嗒聲。在一些方法中，廢氣門(mén)閥緊靠氣門(mén)座放置在完全關(guān)閉位置以避免喀嗒聲。然而，這會(huì)產(chǎn)生背壓，其能夠不利影響排放和燃料經(jīng)濟(jì)性。在另一些方法中，偏置彈簧被添加至廢氣門(mén)閥驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以阻止喀嗒聲。然而，這種添加增加廢氣門(mén)驅(qū)動(dòng)器上的負(fù)荷。其他機(jī)械部件(例如，減震器)可以被添加以減少喀嗒聲，但由于這些部件接近高環(huán)境溫度，因此引入耐用性和穩(wěn)定性問(wèn)題。
[0022]因此，提供運(yùn)轉(zhuǎn)廢氣門(mén)的各種方法。圖1示出一種包括廢氣門(mén)的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的框圖，圖2示出圖1的廢氣門(mén)的示例性結(jié)構(gòu)。圖3示出示例波形，該波形可以疊加在發(fā)送至圖2的廢氣門(mén)結(jié)構(gòu)的廢氣門(mén)驅(qū)動(dòng)器的控制信號(hào)上，圖4A和圖4B示出圖示說(shuō)明運(yùn)轉(zhuǎn)廢氣門(mén)的方法的流程圖，以及圖5示出圖示說(shuō)明示例性行駛周期上的廢氣門(mén)閥升程的示例性映射圖。圖1的發(fā)動(dòng)機(jī)還包括經(jīng)配置以實(shí)行圖4A和圖4B所描繪的方法的控制器。
[0023]圖1是示出一種示例發(fā)動(dòng)機(jī)10的示意圖，發(fā)動(dòng)機(jī)10可以包括在汽車(chē)的推進(jìn)系統(tǒng)中。發(fā)動(dòng)機(jī)10被示出具有四個(gè)汽缸30。然而，根據(jù)本公開(kāi)可以使用其他數(shù)量的汽缸。發(fā)動(dòng)機(jī)10可以由包括控制器12的控制系統(tǒng)和經(jīng)由輸入裝置130來(lái)自車(chē)輛操作者132的輸入至少部分地控制。在該示例中，輸入裝置130包括加速器踏板和用于產(chǎn)生成比例的踏板位置信號(hào)PP的踏板位置傳感器134。發(fā)動(dòng)機(jī)10的每個(gè)燃燒室(例如，汽缸)30可以包括活塞(未示出)放置在其中的燃燒室壁?；钊梢择罱又燎S40以便活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)被轉(zhuǎn)化為曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。曲軸40可以經(jīng)由中間變速器系統(tǒng)(未示出)耦接至車(chē)輛的至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪。另外，起動(dòng)器馬達(dá)可以經(jīng)由飛輪耦接至曲軸40以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)10的起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0024]燃燒室30可以經(jīng)由進(jìn)氣道42接收來(lái)自進(jìn)氣歧管44的進(jìn)氣空氣并且可以經(jīng)由排氣道48排出燃燒后的氣體。進(jìn)氣歧管44和排氣歧管46能夠經(jīng)由各自的進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)(未示出)與燃燒室30選擇性地連通。在一些實(shí)施例中，燃燒室30可以包括兩個(gè)或更多個(gè)進(jìn)氣門(mén)和/或兩個(gè)或更多個(gè)排氣門(mén)。
[0025]燃料噴射器50被示出直接耦接到燃燒室30，以與從控制器12接收的信號(hào)FPW的脈沖寬度成比例地將燃料直接噴射到燃燒室30中。以此方式，燃料噴射器50提供到燃燒室30的燃料的所謂直接噴射。例如，燃料噴射器可以被安裝在燃燒室的側(cè)面或燃燒室的頂部。燃料可以通過(guò)包括燃料箱、燃料栗和燃料導(dǎo)軌的燃料系統(tǒng)(未示出)被輸送至燃料噴射器50。在一些實(shí)施例中，燃燒室30可以替代地或附加地包括以下列配置布置在進(jìn)氣歧管44中的燃料噴射器:其提供將燃料噴射至每個(gè)燃燒室30上游的進(jìn)氣道中的所謂進(jìn)氣道噴射。
[0026]進(jìn)氣道42可以包括分別具有節(jié)流板22和節(jié)流板24的節(jié)氣門(mén)21和節(jié)氣門(mén)23。在該具體示例中，節(jié)流板22、24的位置可以由控制器12經(jīng)由提供至節(jié)氣門(mén)21和23所包括的驅(qū)動(dòng)器的信號(hào)改變。在一種示例中，驅(qū)動(dòng)器可以是電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器(例如，電動(dòng)馬達(dá))，一種通常被稱(chēng)為電子節(jié)氣門(mén)控制(ETC)的配置。以此方式，節(jié)氣門(mén)21、23可以被操作以改變提供至其他發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸中的燃燒室30的進(jìn)氣空氣。節(jié)流板22、24的位置可以通過(guò)節(jié)氣門(mén)位置信號(hào)TP提供至控制器12。進(jìn)氣道42可以進(jìn)一步包括用于向控制器12提供相應(yīng)信號(hào)MAF (質(zhì)量空氣流量)MAP (歧管空氣壓力)的質(zhì)量空氣流量傳感器120、歧管空氣壓力傳感器122和節(jié)氣門(mén)入口壓力傳感器123。
[0027]排氣道48可以接收來(lái)自汽缸30的排氣。排氣傳感器128被示出耦接至渦輪62和排放控制裝置78上游的排氣道48。例如，傳感器128可以選自用于提供排氣空燃比的指示的各種合適傳感器，諸如線(xiàn)性氧傳感器或UEGO(通用或?qū)捰蚺艢庋鮽鞲衅?、雙態(tài)氧傳感器或EGO、NOx, HC或CO傳感器。排放控制裝置78可以是三元催化劑(TWC)、NOx捕